Page 22 - 理化检验-物理分册2020年第二期

刘志英, 等: 不同方法测量截面积求铜合金圆导线电阻系数的不确定度评定

XS２０４ 型 电 子 天 平、 数 显 外 径 千 分 尺、 数 显 卡 尺、 GB / T３９５３－２００９ « 电工 圆 铜 线» 规 定 f 值 为
WSBＧ１ 型温湿度计.依据 GB / T３５１－１９９５ , 在温 圆铜线垂直于轴线的同一截面上测得的最大和最
度为 ２０．２~２０．４ ℃ , 相对湿度为 ５２％~５３％ 的条件 小直径之 差, 值 应 不 超 过 标 称 直 径 偏 差 的 绝 对
f
下对自主生产的 TYＧ３．００ mm 的铜合金圆 导线进 值.试验圆 铜 线 标 称 直 径 为 ３．００ mm , 最 大 允 许
行测量.具体试验方法如下: 误差为 ±０．０３mm . 测 量 值( 测 量 相 互 垂 直 的 两 个
( １ )检查试样外观是否完好, 用线切割法截取 方向) 见表 １ , 可知圆铜线直径和 f 值均符合产品
长度约为 １．４m 的试样, 试样两端面平行. 标准要求.
( ２ )用外径千分尺在试样标距范围内等距取 ５ 表 １ 圆铜线直径测量结果
个测量点, 每点沿相互垂直方向各测一次, 取均值作 Tab敭１ Diametertestresultsofroundco pp erwires mm
为试样直径 d , 用橡胶锤在软质材料平面上对试样 试样编号 d 实测值 f
进行校直, 校直后将试样置于测试环境中 １h 以上. １ ２．９９３ , ２．９９０ ０．００３
( ３ )用卡尺测量试样总长度 L １ 用电子天平称 ２ ２．９８９ , ２．９９２ ０．００３
,
.
量试样在空气中的视在质量 m A ３ ２．９９１ , ２．９８８ ０．００３
( ４ )夹好试样, 用卡尺测量电桥夹具两电位卡口 ４ ２．９８８ , ２．９９０ ０．００２
间距离.为消除接触电势和热电势引起的测量误差, ５ ２．９８９ , ２．９９０ ０．００１
采用电流换向法, 即让电流正反换向一次, 取两者算
直径均值为 ２．９９０mm , 按 A 类评定, 试验标准
术平均值作为单次测量结果.重复测量５次, 以５次
n
测量结果的平均值作为该试样的最终电阻值. １
－ ２
偏 差 为 s ( d ) ＝ ∑ ( x i －x ) ＝ １．６３ ×
n－１ i ＝ １
２ 计算法测量电阻系数不确定度评定 s ( d )
－ ３
)
１０ mm . 则 u ( d １ ＝ ＝５．１５×１０ － ４ mm ,
测量模型为 n
n＝ １０ .
AR / L ２
ρ ２０ ＝ ( １ )
１＋ α ２０ t－２０ ) ２．１．２ 数显外径千分尺最大允许误差引入的不确
(
π 定度u ( d ２ )
A ＝ d ２ ( ２ )
４ 按 B 类评定, 由检定证书可知, 数显外径千分
式中: 为 ２０ ℃ 时的电阻系数; A 为截面积; L ２ 为
ρ ２０ 尺的最大允许误差为 ±０．００２mm , 服从矩形分布原
标距长度; R 为标距长度试样的 电 阻; t 为 环 境 温

则, 查表得包含因子 k＝ ３ , 由此引入的不确定度
度; α ２０ 为 ２０ ℃ 时 的 电 阻 温 度 系 数, 其 值 为３．９３×
０．００２
－ ３
)
－３ －１ ; d 为铜线直径. 为u ( d ２ ＝ ＝ １．１５×１０ mm .
１０ ℃
３
该试验测试温度为 ２０．３ ℃ , 根据式( １ ) 和( ２ ) 换
)
２．１．３ 截面积测量不确定度u ( A １ 的合成
算后可得到 ２０ ℃ 时的电阻系数.
) ＝
)不 相 关,则 u ( A １
电阻系数 ρ ２０ 测量结果不确定度 u ( ) 主要来 u ( d １
)和 u ( d ２
ρ ２０
２ ２ － ３ ２
)
)
源包括: 截面积测量不确定度u ( A )[ u ( A １ 为计算 u ( d １ ＋u ( d ２ ＝ １．２６×１０ mm .
)
２
法截面积测量不确定度; u ( A ２ 为称重法截面积测 计算法得出的截面积 A １ ＝ ７．０２１５３２mm .
)
量不确定度]; 电阻测量不确定度 u ( R ); 标距长度 ２．２ 电阻测量不确定度u ( R ) 的评定
)
); 温 度 测 量 不 确 定 度 u ( t )
测量 不 确 定 度 u ( L ２ ２．２．１ 电阻测量重复性引入的不确定度u ( R １
等 [ ３Ｇ７ ] .常数项的不确定度可以忽略. 按试验方法对单位长度的圆铜线进行电阻测
JJF１０５９．１－２０１２ « 测试不确定度评定与表示» 量, 结果见表 ２ .
规定:“ 在对规定测量条件下测得的量值用统计分析 根 据 测 量 数 据 可 得 电 阻 均 值 为
的方法进行的测量不确定度分量的评定, 简称 A 类 ０．００２４７３９０Ω m －１ , 按 A 类评定, 试验标准偏差
评定; 用不同于测量不确定度 A 类评定的方法对测 １ n
－
－ ６
２
为 s ( R ) ＝ ∑ ( x i －x ) ＝ ３．４０×１０ Ω .
量不确定度分量进行的评定, 简称 B 类评定.” n－１ i ＝１
)
２．１ 截面积测量不确定度u ( A １ 的评定 s ( R )
－ ６
则u ( R １ ＝ ＝ １．５２×１０ Ω , n＝ １０ .
)
)
２．１．１ 直径d 测量重复性引入的不确定度u ( d １ n
１ １